Polar Ozone and Aerosol Measurements
L'expérience américaine POAM II (Polar Ozone and Aerosols Measurements), lancée le 25 septembre 1993 à bord de SPOT 3, satellite français du CNES, utilise la technique d'occultation solaire afin de mesurer des profils verticaux de concentrations de constituants atmosphériques entre 10 et 60 km d'altitude avec une résolution de 1 km. Ces constituants sont l'ozone, l'oxygène, le dioxyde d'azote, la vapeur d'eau ainsi que les aérosols; ils sont essentiels pour l' étude et la compréhension de la photochimie de l'ozone au dessus des régions polaires. La présence de nuages stratosphériques polaires (PSC) a été également détectée lors de récentes occultations dans l'hémisphère sud.
L'instrument POAM II est composé de trois modules dont un centre
de contrôle électronique, une télémesure radiofréquence et une
tête optique (OHA) comportant un senseur solaire et 9 canaux scientifiques
à bandes spectrales étroites dans l'UV, le visible et le proche
IR. La transmission atmosphérique est déterminée par comparaison
du signal atténué avec celui mesuré hors atmosphère. Ainsi, les
mesures sont auto-calibrées. Les caractéristiques orbitales de
SPOT 3 (héliosynchrone, quasi-polaire, altitude de 833 km, période
de 101.5 minutes) permettent une couverture en latitude de 55°
à 72°N pour l'hémisphère nord et 63° à 88°S pour l'hémisphère
sud où ont lieu respectivement les levers et couchers du soleil.
POAM III a été lancé le 23 Mars 1998 à bord du satellite SPOT 4 sur une orbite (et donc une couverture des observations) pratiquement identique à celle de POAM II. Il est désormais en mode d'opération de routine. L'instrument est similaire à POAM II avec quelques améliorations substantielles. Les plus importantes sont l'augmentation du rapport signal sur bruit dans les canaux scientifiques et une plus grande sensibilité du senseur solaire permettant des mesures jusque dans la troposphère (en absence de nuages). De plus, l'instrument peut obtenir une serie complète de 28 mesures par jour (14 dans chaque hémisphère) au lieu des 24 en moyenne pour POAM II.
Ces 2 expériences ont été développées par une équipe américaine du NRL (Naval Research Laboratory), sous la responsabilité de R. M. Bevilacqua. Deux laboratoires français, le Service d' Aéronomie du CNRS et le LOA (Laboratoire d'Optique Atmosphérique) de Lille sont impliqués dans la validation et l'amélioration des modèles direct et d' inversion des données, ainsi que dans la validation des mesures a l'aide d'autres expériences européenne (sondes ECC, LIDAR, SAOZ, photo-polarimètres,...).
Quelques résultats scientifiques
Quantification de la destruction chimique de l'ozone stratosphérique à l'intérieur des vortex polaires arctiques 1994-95 et 1995-96
Pertes en % :
Modèle utilisé: 3-D CTM REPROBUS (Lefèvre, F., G.P. Brasseur,
I. Folkins, A.K. Smith, and P. Simon, Chemistry of the 1991-1992
stratospheric winter: Three-dimensional model simulations, J.
Geophys. Res., 99, 8183-8195, 1994)
C. Deniel, J.P. Pommereau, R.M. Bevilacqua, F. Lefèvre, Arctic chemical ozone depletion during the 1994-95 winter deduced from POAM II satellite observations and the REPROBUS 3-D model, in press , J. Geophys. Res., 1998.
D'après POAM II et modèle dynamique (ozone passif):
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D'après simulations photochimiques de REPROBUS:
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